/*      $NetBSD: sys_aio.c,v 1.50 2024/12/07 02:38:51 riastradh Exp $   */

/*
* Copyright (c) 2007 Mindaugas Rasiukevicius <rmind at NetBSD org>
* All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
* ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
* IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
* ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
* FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
* OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
* HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
* LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
* OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
* SUCH DAMAGE.
*/

/*
* Implementation of POSIX asynchronous I/O.
* Defined in the Base Definitions volume of IEEE Std 1003.1-2001.
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: sys_aio.c,v 1.50 2024/12/07 02:38:51 riastradh Exp $");

#ifdef _KERNEL_OPT
#include "opt_ddb.h"
#endif

#include <sys/param.h>
#include <sys/types.h>

#include <sys/atomic.h>
#include <sys/buf.h>
#include <sys/condvar.h>
#include <sys/file.h>
#include <sys/filedesc.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/kmem.h>
#include <sys/lwp.h>
#include <sys/module.h>
#include <sys/mutex.h>
#include <sys/pool.h>
#include <sys/proc.h>
#include <sys/queue.h>
#include <sys/sdt.h>
#include <sys/signal.h>
#include <sys/signalvar.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/syscallargs.h>
#include <sys/syscallvar.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/vnode.h>

#include <uvm/uvm_extern.h>

MODULE(MODULE_CLASS_MISC, aio, NULL);

/*
* System-wide limits and counter of AIO operations.
*/
u_int                   aio_listio_max = AIO_LISTIO_MAX;
static u_int            aio_max = AIO_MAX;
static u_int            aio_jobs_count;

static struct pool      aio_job_pool;
static struct pool      aio_lio_pool;
static void *           aio_ehook;

static void             aio_worker(void *);
static void             aio_process(struct aio_job *);
static void             aio_sendsig(struct proc *, struct sigevent *);
static int              aio_enqueue_job(int, void *, struct lio_req *);
static void             aio_exit(proc_t *, void *);

static int              sysctl_aio_listio_max(SYSCTLFN_PROTO);
static int              sysctl_aio_max(SYSCTLFN_PROTO);

static const struct syscall_package aio_syscalls[] = {
       { SYS_aio_cancel, 0, (sy_call_t *)sys_aio_cancel },
       { SYS_aio_error, 0, (sy_call_t *)sys_aio_error },
       { SYS_aio_fsync, 0, (sy_call_t *)sys_aio_fsync },
       { SYS_aio_read, 0, (sy_call_t *)sys_aio_read },
       { SYS_aio_return, 0, (sy_call_t *)sys_aio_return },
       { SYS___aio_suspend50, 0, (sy_call_t *)sys___aio_suspend50 },
       { SYS_aio_write, 0, (sy_call_t *)sys_aio_write },
       { SYS_lio_listio, 0, (sy_call_t *)sys_lio_listio },
       { 0, 0, NULL },
};

/*
* Tear down all AIO state.
*/
static int
aio_fini(bool interface)
{
       int error;
       proc_t *p;

       if (interface) {
               /* Stop syscall activity. */
               error = syscall_disestablish(NULL, aio_syscalls);
               if (error != 0)
                       return error;
               /* Abort if any processes are using AIO. */
               mutex_enter(&proc_lock);
               PROCLIST_FOREACH(p, &allproc) {
                       if (p->p_aio != NULL)
                               break;
               }
               mutex_exit(&proc_lock);
               if (p != NULL) {
                       error = syscall_establish(NULL, aio_syscalls);
                       KASSERT(error == 0);
                       return SET_ERROR(EBUSY);
               }
       }

       KASSERT(aio_jobs_count == 0);
       exithook_disestablish(aio_ehook);
       pool_destroy(&aio_job_pool);
       pool_destroy(&aio_lio_pool);
       return 0;
}

/*
* Initialize global AIO state.
*/
static int
aio_init(void)
{
       int error;

       pool_init(&aio_job_pool, sizeof(struct aio_job), 0, 0, 0,
           "aio_jobs_pool", &pool_allocator_nointr, IPL_NONE);
       pool_init(&aio_lio_pool, sizeof(struct lio_req), 0, 0, 0,
           "aio_lio_pool", &pool_allocator_nointr, IPL_NONE);
       aio_ehook = exithook_establish(aio_exit, NULL);

       error = syscall_establish(NULL, aio_syscalls);
       if (error != 0)
               (void)aio_fini(false);
       return error;
}

/*
* Module interface.
*/
static int
aio_modcmd(modcmd_t cmd, void *arg)
{

       switch (cmd) {
       case MODULE_CMD_INIT:
               return aio_init();
       case MODULE_CMD_FINI:
               return aio_fini(true);
       default:
               return SET_ERROR(ENOTTY);
       }
}

/*
* Initialize Asynchronous I/O data structures for the process.
*/
static int
aio_procinit(struct proc *p)
{
       struct aioproc *aio;
       struct lwp *l;
       int error;
       vaddr_t uaddr;

       /* Allocate and initialize AIO structure */
       aio = kmem_zalloc(sizeof(struct aioproc), KM_SLEEP);

       /* Initialize queue and their synchronization structures */
       mutex_init(&aio->aio_mtx, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
       cv_init(&aio->aio_worker_cv, "aiowork");
       cv_init(&aio->done_cv, "aiodone");
       TAILQ_INIT(&aio->jobs_queue);

       /*
        * Create an AIO worker thread.
        * XXX: Currently, AIO thread is not protected against user's actions.
        */
       uaddr = uvm_uarea_alloc();
       if (uaddr == 0) {
               aio_exit(p, aio);
               return SET_ERROR(EAGAIN);
       }
       error = lwp_create(curlwp, p, uaddr, 0, NULL, 0, aio_worker,
           NULL, &l, curlwp->l_class, &curlwp->l_sigmask, &curlwp->l_sigstk);
       if (error != 0) {
               uvm_uarea_free(uaddr);
               aio_exit(p, aio);
               return error;
       }

       /* Recheck if we are really first */
       mutex_enter(p->p_lock);
       if (p->p_aio) {
               mutex_exit(p->p_lock);
               aio_exit(p, aio);
               lwp_exit(l);
               return 0;
       }
       p->p_aio = aio;

       /* Complete the initialization of thread, and run it */
       aio->aio_worker = l;
       lwp_lock(l);
       lwp_changepri(l, MAXPRI_USER);
       setrunnable(l);
       /* LWP now unlocked */
       mutex_exit(p->p_lock);

       return 0;
}

/*
* Exit of Asynchronous I/O subsystem of process.
*/
static void
aio_exit(struct proc *p, void *cookie)
{
       struct aio_job *a_job;
       struct aioproc *aio;

       if (cookie != NULL)
               aio = cookie;
       else if ((aio = p->p_aio) == NULL)
               return;

       /* Free AIO queue */
       while (!TAILQ_EMPTY(&aio->jobs_queue)) {
               a_job = TAILQ_FIRST(&aio->jobs_queue);
               TAILQ_REMOVE(&aio->jobs_queue, a_job, list);
               pool_put(&aio_job_pool, a_job);
               atomic_dec_uint(&aio_jobs_count);
       }

       /* Destroy and free the entire AIO data structure */
       cv_destroy(&aio->aio_worker_cv);
       cv_destroy(&aio->done_cv);
       mutex_destroy(&aio->aio_mtx);
       kmem_free(aio, sizeof(struct aioproc));
}

/*
* AIO worker thread and processor.
*/
static void
aio_worker(void *arg)
{
       struct proc *p = curlwp->l_proc;
       struct aioproc *aio = p->p_aio;
       struct aio_job *a_job;
       struct lio_req *lio;
       sigset_t oss, nss;
       int error __diagused, refcnt;

       /*
        * Make an empty signal mask, so it
        * handles only SIGKILL and SIGSTOP.
        */
       sigfillset(&nss);
       mutex_enter(p->p_lock);
       error = sigprocmask1(curlwp, SIG_SETMASK, &nss, &oss);
       mutex_exit(p->p_lock);
       KASSERT(error == 0);

       for (;;) {
               /*
                * Loop for each job in the queue.  If there
                * are no jobs then sleep.
                */
               mutex_enter(&aio->aio_mtx);
               while ((a_job = TAILQ_FIRST(&aio->jobs_queue)) == NULL) {
                       if (cv_wait_sig(&aio->aio_worker_cv, &aio->aio_mtx)) {
                               /*
                                * Thread was interrupted - check for
                                * pending exit or suspend.
                                */
                               mutex_exit(&aio->aio_mtx);
                               lwp_userret(curlwp);
                               mutex_enter(&aio->aio_mtx);
                       }
               }

               /* Take the job from the queue */
               aio->curjob = a_job;
               TAILQ_REMOVE(&aio->jobs_queue, a_job, list);

               atomic_dec_uint(&aio_jobs_count);
               aio->jobs_count--;

               mutex_exit(&aio->aio_mtx);

               /* Process an AIO operation */
               aio_process(a_job);

               /* Copy data structure back to the user-space */
               (void)copyout(&a_job->aiocbp, a_job->aiocb_uptr,
                   sizeof(struct aiocb));

               mutex_enter(&aio->aio_mtx);
               KASSERT(aio->curjob == a_job);
               aio->curjob = NULL;

               /* Decrease a reference counter, if there is a LIO structure */
               lio = a_job->lio;
               refcnt = (lio != NULL ? --lio->refcnt : -1);

               /* Notify all suspenders */
               cv_broadcast(&aio->done_cv);
               mutex_exit(&aio->aio_mtx);

               /* Send a signal, if any */
               aio_sendsig(p, &a_job->aiocbp.aio_sigevent);

               /* Destroy the LIO structure */
               if (refcnt == 0) {
                       aio_sendsig(p, &lio->sig);
                       pool_put(&aio_lio_pool, lio);
               }

               /* Destroy the job */
               pool_put(&aio_job_pool, a_job);
       }

       /* NOTREACHED */
}

static void
aio_process(struct aio_job *a_job)
{
       struct proc *p = curlwp->l_proc;
       struct aiocb *aiocbp = &a_job->aiocbp;
       struct file *fp;
       int fd = aiocbp->aio_fildes;
       int error = 0;

       KASSERT(a_job->aio_op != 0);

       if ((a_job->aio_op & (AIO_READ | AIO_WRITE)) != 0) {
               struct iovec aiov;
               struct uio auio;

               if (aiocbp->aio_nbytes > SSIZE_MAX) {
                       error = SET_ERROR(EINVAL);
                       goto done;
               }

               fp = fd_getfile(fd);
               if (fp == NULL) {
                       error = SET_ERROR(EBADF);
                       goto done;
               }

               aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)aiocbp->aio_buf;
               aiov.iov_len = aiocbp->aio_nbytes;
               auio.uio_iov = &aiov;
               auio.uio_iovcnt = 1;
               auio.uio_resid = aiocbp->aio_nbytes;
               auio.uio_vmspace = p->p_vmspace;

               if (a_job->aio_op & AIO_READ) {
                       /*
                        * Perform a Read operation
                        */
                       KASSERT((a_job->aio_op & AIO_WRITE) == 0);

                       if ((fp->f_flag & FREAD) == 0) {
                               fd_putfile(fd);
                               error = SET_ERROR(EBADF);
                               goto done;
                       }
                       auio.uio_rw = UIO_READ;
                       error = (*fp->f_ops->fo_read)(fp, &aiocbp->aio_offset,
                           &auio, fp->f_cred, FOF_UPDATE_OFFSET);
               } else {
                       /*
                        * Perform a Write operation
                        */
                       KASSERT(a_job->aio_op & AIO_WRITE);

                       if ((fp->f_flag & FWRITE) == 0) {
                               fd_putfile(fd);
                               error = SET_ERROR(EBADF);
                               goto done;
                       }
                       auio.uio_rw = UIO_WRITE;
                       error = (*fp->f_ops->fo_write)(fp, &aiocbp->aio_offset,
                           &auio, fp->f_cred, FOF_UPDATE_OFFSET);
               }
               fd_putfile(fd);

               /* Store the result value */
               a_job->aiocbp.aio_nbytes -= auio.uio_resid;
               a_job->aiocbp._retval = (error == 0) ?
                   a_job->aiocbp.aio_nbytes : -1;

       } else if ((a_job->aio_op & (AIO_SYNC | AIO_DSYNC)) != 0) {
               /*
                * Perform a file Sync operation
                */
               struct vnode *vp;

               if ((error = fd_getvnode(fd, &fp)) != 0)
                       goto done;

               if ((fp->f_flag & FWRITE) == 0) {
                       fd_putfile(fd);
                       error = SET_ERROR(EBADF);
                       goto done;
               }

               vp = fp->f_vnode;
               vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
               if (a_job->aio_op & AIO_DSYNC) {
                       error = VOP_FSYNC(vp, fp->f_cred,
                           FSYNC_WAIT | FSYNC_DATAONLY, 0, 0);
               } else if (a_job->aio_op & AIO_SYNC) {
                       error = VOP_FSYNC(vp, fp->f_cred,
                           FSYNC_WAIT, 0, 0);
               }
               VOP_UNLOCK(vp);
               fd_putfile(fd);

               /* Store the result value */
               a_job->aiocbp._retval = (error == 0) ? 0 : -1;

       } else
               panic("aio_process: invalid operation code\n");

done:
       /* Job is done, set the error, if any */
       a_job->aiocbp._errno = error;
       a_job->aiocbp._state = JOB_DONE;
}

/*
* Send AIO signal.
*/
static void
aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sig)
{
       ksiginfo_t ksi;

       if (sig->sigev_signo == 0 || sig->sigev_notify == SIGEV_NONE)
               return;

       KSI_INIT(&ksi);
       ksi.ksi_signo = sig->sigev_signo;
       ksi.ksi_code = SI_ASYNCIO;
       ksi.ksi_value = sig->sigev_value;
       mutex_enter(&proc_lock);
       kpsignal(p, &ksi, NULL);
       mutex_exit(&proc_lock);
}

/*
* Enqueue the job.
*/
static int
aio_enqueue_job(int op, void *aiocb_uptr, struct lio_req *lio)
{
       struct proc *p = curlwp->l_proc;
       struct aioproc *aio;
       struct aio_job *a_job;
       struct aiocb aiocbp;
       struct sigevent *sig;
       int error;

       /* Non-accurate check for the limit */
       if (aio_jobs_count + 1 > aio_max)
               return SET_ERROR(EAGAIN);

       /* Get the data structure from user-space */
       error = copyin(aiocb_uptr, &aiocbp, sizeof(struct aiocb));
       if (error)
               return error;

       /* Check if signal is set, and validate it */
       sig = &aiocbp.aio_sigevent;
       if (sig->sigev_signo < 0 || sig->sigev_signo >= NSIG ||
           sig->sigev_notify < SIGEV_NONE || sig->sigev_notify > SIGEV_SA)
               return SET_ERROR(EINVAL);

       /* Buffer and byte count */
       if (((AIO_SYNC | AIO_DSYNC) & op) == 0)
               if (aiocbp.aio_buf == NULL || aiocbp.aio_nbytes > SSIZE_MAX)
                       return SET_ERROR(EINVAL);

       /* Check the opcode, if LIO_NOP - simply ignore */
       if (op == AIO_LIO) {
               KASSERT(lio != NULL);
               if (aiocbp.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
                       op = AIO_WRITE;
               else if (aiocbp.aio_lio_opcode == LIO_READ)
                       op = AIO_READ;
               else
                       return (aiocbp.aio_lio_opcode == LIO_NOP) ? 0 :
                           SET_ERROR(EINVAL);
       } else {
               KASSERT(lio == NULL);
       }

       /*
        * Look for already existing job.  If found - the job is in-progress.
        * According to POSIX this is invalid, so return the error.
        */
       aio = p->p_aio;
       if (aio) {
               mutex_enter(&aio->aio_mtx);
               TAILQ_FOREACH(a_job, &aio->jobs_queue, list) {
                       if (a_job->aiocb_uptr != aiocb_uptr)
                               continue;
                       mutex_exit(&aio->aio_mtx);
                       return SET_ERROR(EINVAL);
               }
               mutex_exit(&aio->aio_mtx);
       }

       /*
        * Check if AIO structure is initialized, if not - initialize it.
        * In LIO case, we did that already.  We will recheck this with
        * the lock in aio_procinit().
        */
       if (lio == NULL && p->p_aio == NULL)
               if (aio_procinit(p))
                       return SET_ERROR(EAGAIN);
       aio = p->p_aio;

       /*
        * Set the state with errno, and copy data
        * structure back to the user-space.
        */
       aiocbp._state = JOB_WIP;
       aiocbp._errno = SET_ERROR(EINPROGRESS);
       aiocbp._retval = -1;
       error = copyout(&aiocbp, aiocb_uptr, sizeof(struct aiocb));
       if (error)
               return error;

       /* Allocate and initialize a new AIO job */
       a_job = pool_get(&aio_job_pool, PR_WAITOK | PR_ZERO);

       /*
        * Set the data.
        * Store the user-space pointer for searching.  Since we
        * are storing only per proc pointers - it is safe.
        */
       memcpy(&a_job->aiocbp, &aiocbp, sizeof(struct aiocb));
       a_job->aiocb_uptr = aiocb_uptr;
       a_job->aio_op |= op;
       a_job->lio = lio;

       /*
        * Add the job to the queue, update the counters, and
        * notify the AIO worker thread to handle the job.
        */
       mutex_enter(&aio->aio_mtx);

       /* Fail, if the limit was reached */
       if (atomic_inc_uint_nv(&aio_jobs_count) > aio_max ||
           aio->jobs_count >= aio_listio_max) {
               atomic_dec_uint(&aio_jobs_count);
               mutex_exit(&aio->aio_mtx);
               pool_put(&aio_job_pool, a_job);
               return SET_ERROR(EAGAIN);
       }

       TAILQ_INSERT_TAIL(&aio->jobs_queue, a_job, list);
       aio->jobs_count++;
       if (lio)
               lio->refcnt++;
       cv_signal(&aio->aio_worker_cv);

       mutex_exit(&aio->aio_mtx);

       /*
        * One would handle the errors only with aio_error() function.
        * This way is appropriate according to POSIX.
        */
       return 0;
}

/*
* Syscall functions.
*/

int
sys_aio_cancel(struct lwp *l, const struct sys_aio_cancel_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(int) fildes;
               syscallarg(struct aiocb *) aiocbp;
       } */
       struct proc *p = l->l_proc;
       struct aioproc *aio;
       struct aio_job *a_job;
       struct aiocb *aiocbp_ptr;
       struct lio_req *lio;
       struct filedesc *fdp = p->p_fd;
       unsigned int cn, errcnt, fildes;
       fdtab_t *dt;

       TAILQ_HEAD(, aio_job) tmp_jobs_list;

       /* Check for invalid file descriptor */
       fildes = (unsigned int)SCARG(uap, fildes);
       dt = atomic_load_consume(&fdp->fd_dt);
       if (fildes >= dt->dt_nfiles)
               return SET_ERROR(EBADF);
       if (dt->dt_ff[fildes] == NULL || dt->dt_ff[fildes]->ff_file == NULL)
               return SET_ERROR(EBADF);

       /* Check if AIO structure is initialized */
       if (p->p_aio == NULL) {
               *retval = AIO_NOTCANCELED;
               return 0;
       }

       aio = p->p_aio;
       aiocbp_ptr = (struct aiocb *)SCARG(uap, aiocbp);

       mutex_enter(&aio->aio_mtx);

       /* Cancel the jobs, and remove them from the queue */
       cn = 0;
       TAILQ_INIT(&tmp_jobs_list);
       TAILQ_FOREACH(a_job, &aio->jobs_queue, list) {
               if (aiocbp_ptr) {
                       if (aiocbp_ptr != a_job->aiocb_uptr)
                               continue;
                       if (fildes != a_job->aiocbp.aio_fildes) {
                               mutex_exit(&aio->aio_mtx);
                               return SET_ERROR(EBADF);
                       }
               } else if (a_job->aiocbp.aio_fildes != fildes)
                       continue;

               TAILQ_REMOVE(&aio->jobs_queue, a_job, list);
               TAILQ_INSERT_TAIL(&tmp_jobs_list, a_job, list);

               /* Decrease the counters */
               atomic_dec_uint(&aio_jobs_count);
               aio->jobs_count--;
               lio = a_job->lio;
               if (lio != NULL && --lio->refcnt != 0)
                       a_job->lio = NULL;

               cn++;
               if (aiocbp_ptr)
                       break;
       }

       /* There are canceled jobs */
       if (cn)
               *retval = AIO_CANCELED;

       /* We cannot cancel current job */
       a_job = aio->curjob;
       if (a_job && ((a_job->aiocbp.aio_fildes == fildes) ||
           (a_job->aiocb_uptr == aiocbp_ptr)))
               *retval = AIO_NOTCANCELED;

       mutex_exit(&aio->aio_mtx);

       /* Free the jobs after the lock */
       errcnt = 0;
       while (!TAILQ_EMPTY(&tmp_jobs_list)) {
               a_job = TAILQ_FIRST(&tmp_jobs_list);
               TAILQ_REMOVE(&tmp_jobs_list, a_job, list);
               /* Set the errno and copy structures back to the user-space */
               a_job->aiocbp._errno = SET_ERROR(ECANCELED);
               a_job->aiocbp._state = JOB_DONE;
               if (copyout(&a_job->aiocbp, a_job->aiocb_uptr,
                   sizeof(struct aiocb)))
                       errcnt++;
               /* Send a signal if any */
               aio_sendsig(p, &a_job->aiocbp.aio_sigevent);
               if (a_job->lio) {
                       lio = a_job->lio;
                       aio_sendsig(p, &lio->sig);
                       pool_put(&aio_lio_pool, lio);
               }
               pool_put(&aio_job_pool, a_job);
       }

       if (errcnt)
               return SET_ERROR(EFAULT);

       /* Set a correct return value */
       if (*retval == 0)
               *retval = AIO_ALLDONE;

       return 0;
}

int
sys_aio_error(struct lwp *l, const struct sys_aio_error_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(const struct aiocb *) aiocbp;
       } */
       struct proc *p = l->l_proc;
       struct aioproc *aio = p->p_aio;
       struct aiocb aiocbp;
       int error;

       if (aio == NULL)
               return SET_ERROR(EINVAL);

       error = copyin(SCARG(uap, aiocbp), &aiocbp, sizeof(struct aiocb));
       if (error)
               return error;

       if (aiocbp._state == JOB_NONE)
               return SET_ERROR(EINVAL);

       *retval = aiocbp._errno;

       return 0;
}

int
sys_aio_fsync(struct lwp *l, const struct sys_aio_fsync_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(int) op;
               syscallarg(struct aiocb *) aiocbp;
       } */
       int op = SCARG(uap, op);

       if ((op != O_DSYNC) && (op != O_SYNC))
               return SET_ERROR(EINVAL);

       op = O_DSYNC ? AIO_DSYNC : AIO_SYNC;

       return aio_enqueue_job(op, SCARG(uap, aiocbp), NULL);
}

int
sys_aio_read(struct lwp *l, const struct sys_aio_read_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(struct aiocb *) aiocbp;
       } */

       return aio_enqueue_job(AIO_READ, SCARG(uap, aiocbp), NULL);
}

int
sys_aio_return(struct lwp *l, const struct sys_aio_return_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(struct aiocb *) aiocbp;
       } */
       struct proc *p = l->l_proc;
       struct aioproc *aio = p->p_aio;
       struct aiocb aiocbp;
       int error;

       if (aio == NULL)
               return SET_ERROR(EINVAL);

       error = copyin(SCARG(uap, aiocbp), &aiocbp, sizeof(struct aiocb));
       if (error)
               return error;

       if (aiocbp._errno == EINPROGRESS || aiocbp._state != JOB_DONE)
               return SET_ERROR(EINVAL);

       *retval = aiocbp._retval;

       /* Reset the internal variables */
       aiocbp._errno = 0;
       aiocbp._retval = -1;
       aiocbp._state = JOB_NONE;
       error = copyout(&aiocbp, SCARG(uap, aiocbp), sizeof(struct aiocb));

       return error;
}

int
sys___aio_suspend50(struct lwp *l, const struct sys___aio_suspend50_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(const struct aiocb *const[]) list;
               syscallarg(int) nent;
               syscallarg(const struct timespec *) timeout;
       } */
       struct aiocb **list;
       struct timespec ts;
       int error, nent;

       nent = SCARG(uap, nent);
       if (nent <= 0 || nent > aio_listio_max)
               return SET_ERROR(EAGAIN);

       if (SCARG(uap, timeout)) {
               /* Convert timespec to ticks */
               error = copyin(SCARG(uap, timeout), &ts,
                   sizeof(struct timespec));
               if (error)
                       return error;
       }

       list = kmem_alloc(nent * sizeof(*list), KM_SLEEP);
       error = copyin(SCARG(uap, list), list, nent * sizeof(*list));
       if (error)
               goto out;
       error = aio_suspend1(l, list, nent, SCARG(uap, timeout) ? &ts : NULL);
out:
       kmem_free(list, nent * sizeof(*list));
       return error;
}

int
aio_suspend1(struct lwp *l, struct aiocb **aiocbp_list, int nent,
   struct timespec *ts)
{
       struct proc *p = l->l_proc;
       struct aioproc *aio;
       struct aio_job *a_job;
       int i, error, timo;

       if (p->p_aio == NULL)
               return SET_ERROR(EAGAIN);
       aio = p->p_aio;

       if (ts) {
               timo = mstohz((ts->tv_sec * 1000) + (ts->tv_nsec / 1000000));
               if (timo == 0 && ts->tv_sec == 0 && ts->tv_nsec > 0)
                       timo = 1;
               if (timo <= 0)
                       return SET_ERROR(EAGAIN);
       } else
               timo = 0;

       mutex_enter(&aio->aio_mtx);
       for (;;) {
               for (i = 0; i < nent; i++) {

                       /* Skip NULL entries */
                       if (aiocbp_list[i] == NULL)
                               continue;

                       /* Skip current job */
                       if (aio->curjob) {
                               a_job = aio->curjob;
                               if (a_job->aiocb_uptr == aiocbp_list[i])
                                       continue;
                       }

                       /* Look for a job in the queue */
                       TAILQ_FOREACH(a_job, &aio->jobs_queue, list)
                               if (a_job->aiocb_uptr == aiocbp_list[i])
                                       break;

                       if (a_job == NULL) {
                               struct aiocb aiocbp;

                               mutex_exit(&aio->aio_mtx);

                               /* Check if the job is done. */
                               error = copyin(aiocbp_list[i], &aiocbp,
                                   sizeof(struct aiocb));
                               if (error == 0 && aiocbp._state != JOB_DONE) {
                                       mutex_enter(&aio->aio_mtx);
                                       continue;
                               }
                               return error;
                       }
               }

               /* Wait for a signal or when timeout occurs */
               error = cv_timedwait_sig(&aio->done_cv, &aio->aio_mtx, timo);
               if (error) {
                       if (error == EWOULDBLOCK)
                               error = SET_ERROR(EAGAIN);
                       break;
               }
       }
       mutex_exit(&aio->aio_mtx);
       return error;
}

int
sys_aio_write(struct lwp *l, const struct sys_aio_write_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(struct aiocb *) aiocbp;
       } */

       return aio_enqueue_job(AIO_WRITE, SCARG(uap, aiocbp), NULL);
}

int
sys_lio_listio(struct lwp *l, const struct sys_lio_listio_args *uap,
   register_t *retval)
{
       /* {
               syscallarg(int) mode;
               syscallarg(struct aiocb *const[]) list;
               syscallarg(int) nent;
               syscallarg(struct sigevent *) sig;
       } */
       struct proc *p = l->l_proc;
       struct aioproc *aio;
       struct aiocb **aiocbp_list;
       struct lio_req *lio;
       int i, error, errcnt, mode, nent;

       mode = SCARG(uap, mode);
       nent = SCARG(uap, nent);

       /* Non-accurate checks for the limit and invalid values */
       if (nent < 1 || nent > aio_listio_max)
               return SET_ERROR(EINVAL);
       if (aio_jobs_count + nent > aio_max)
               return SET_ERROR(EAGAIN);

       /* Check if AIO structure is initialized, if not - initialize it */
       if (p->p_aio == NULL)
               if (aio_procinit(p))
                       return SET_ERROR(EAGAIN);
       aio = p->p_aio;

       /* Create a LIO structure */
       lio = pool_get(&aio_lio_pool, PR_WAITOK);
       lio->refcnt = 1;
       error = 0;

       switch (mode) {
       case LIO_WAIT:
               memset(&lio->sig, 0, sizeof(struct sigevent));
               break;
       case LIO_NOWAIT:
               /* Check for signal, validate it */
               if (SCARG(uap, sig)) {
                       struct sigevent *sig = &lio->sig;

                       error = copyin(SCARG(uap, sig), &lio->sig,
                           sizeof(struct sigevent));
                       if (error == 0 &&
                           (sig->sigev_signo < 0 ||
                           sig->sigev_signo >= NSIG ||
                           sig->sigev_notify < SIGEV_NONE ||
                           sig->sigev_notify > SIGEV_SA))
                               error = SET_ERROR(EINVAL);
               } else
                       memset(&lio->sig, 0, sizeof(struct sigevent));
               break;
       default:
               error = SET_ERROR(EINVAL);
               break;
       }

       if (error != 0) {
               pool_put(&aio_lio_pool, lio);
               return error;
       }

       /* Get the list from user-space */
       aiocbp_list = kmem_alloc(nent * sizeof(*aiocbp_list), KM_SLEEP);
       error = copyin(SCARG(uap, list), aiocbp_list,
           nent * sizeof(*aiocbp_list));
       if (error) {
               mutex_enter(&aio->aio_mtx);
               goto err;
       }

       /* Enqueue all jobs */
       errcnt = 0;
       for (i = 0; i < nent; i++) {
               error = aio_enqueue_job(AIO_LIO, aiocbp_list[i], lio);
               /*
                * According to POSIX, in such error case it may
                * fail with other I/O operations initiated.
                */
               if (error)
                       errcnt++;
       }

       mutex_enter(&aio->aio_mtx);

       /* Return an error, if any */
       if (errcnt) {
               error = SET_ERROR(EIO);
               goto err;
       }

       if (mode == LIO_WAIT) {
               /*
                * Wait for AIO completion.  In such case,
                * the LIO structure will be freed here.
                */
               while (lio->refcnt > 1 && error == 0)
                       error = cv_wait_sig(&aio->done_cv, &aio->aio_mtx);
               if (error)
                       error = SET_ERROR(EINTR);
       }

err:
       if (--lio->refcnt != 0)
               lio = NULL;
       mutex_exit(&aio->aio_mtx);
       if (lio != NULL) {
               aio_sendsig(p, &lio->sig);
               pool_put(&aio_lio_pool, lio);
       }
       kmem_free(aiocbp_list, nent * sizeof(*aiocbp_list));
       return error;
}

/*
* SysCtl
*/

static int
sysctl_aio_listio_max(SYSCTLFN_ARGS)
{
       struct sysctlnode node;
       int error, newsize;

       node = *rnode;
       node.sysctl_data = &newsize;

       newsize = aio_listio_max;
       error = sysctl_lookup(SYSCTLFN_CALL(&node));
       if (error || newp == NULL)
               return error;

       if (newsize < 1 || newsize > aio_max)
               return SET_ERROR(EINVAL);
       aio_listio_max = newsize;

       return 0;
}

static int
sysctl_aio_max(SYSCTLFN_ARGS)
{
       struct sysctlnode node;
       int error, newsize;

       node = *rnode;
       node.sysctl_data = &newsize;

       newsize = aio_max;
       error = sysctl_lookup(SYSCTLFN_CALL(&node));
       if (error || newp == NULL)
               return error;

       if (newsize < 1 || newsize < aio_listio_max)
               return SET_ERROR(EINVAL);
       aio_max = newsize;

       return 0;
}

SYSCTL_SETUP(sysctl_aio_init, "aio sysctl")
{
       int rv;

       rv = sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
           CTLFLAG_PERMANENT | CTLFLAG_IMMEDIATE,
           CTLTYPE_INT, "posix_aio",
           SYSCTL_DESCR("Version of IEEE Std 1003.1 and its "
               "Asynchronous I/O option to which the "
               "system attempts to conform"),
           NULL, _POSIX_ASYNCHRONOUS_IO, NULL, 0,
           CTL_KERN, CTL_CREATE, CTL_EOL);

       if (rv != 0)
               return;

       rv = sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
           CTLFLAG_PERMANENT | CTLFLAG_READWRITE,
           CTLTYPE_INT, "aio_listio_max",
           SYSCTL_DESCR("Maximum number of asynchronous I/O "
               "operations in a single list I/O call"),
           sysctl_aio_listio_max, 0, &aio_listio_max, 0,
           CTL_KERN, CTL_CREATE, CTL_EOL);

       if (rv != 0)
               return;

       rv = sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
           CTLFLAG_PERMANENT | CTLFLAG_READWRITE,
           CTLTYPE_INT, "aio_max",
           SYSCTL_DESCR("Maximum number of asynchronous I/O "
               "operations"),
           sysctl_aio_max, 0, &aio_max, 0,
           CTL_KERN, CTL_CREATE, CTL_EOL);

       return;
}

/*
* Debugging
*/
#if defined(DDB)
void
aio_print_jobs(void (*pr)(const char *, ...))
{
       struct proc *p = curlwp->l_proc;
       struct aioproc *aio;
       struct aio_job *a_job;
       struct aiocb *aiocbp;

       if (p == NULL) {
               (*pr)("AIO: We are not in the processes right now.\n");
               return;
       }

       aio = p->p_aio;
       if (aio == NULL) {
               (*pr)("AIO data is not initialized (PID = %d).\n", p->p_pid);
               return;
       }

       (*pr)("AIO: PID = %d\n", p->p_pid);
       (*pr)("AIO: Global count of the jobs = %u\n", aio_jobs_count);
       (*pr)("AIO: Count of the jobs = %u\n", aio->jobs_count);

       if (aio->curjob) {
               a_job = aio->curjob;
               (*pr)("\nAIO current job:\n");
               (*pr)(" opcode = %d, errno = %d, state = %d, aiocb_ptr = %p\n",
                   a_job->aio_op, a_job->aiocbp._errno,
                   a_job->aiocbp._state, a_job->aiocb_uptr);
               aiocbp = &a_job->aiocbp;
               (*pr)("   fd = %d, offset = %u, buf = %p, nbytes = %u\n",
                   aiocbp->aio_fildes, aiocbp->aio_offset,
                   aiocbp->aio_buf, aiocbp->aio_nbytes);
       }

       (*pr)("\nAIO queue:\n");
       TAILQ_FOREACH(a_job, &aio->jobs_queue, list) {
               (*pr)(" opcode = %d, errno = %d, state = %d, aiocb_ptr = %p\n",
                   a_job->aio_op, a_job->aiocbp._errno,
                   a_job->aiocbp._state, a_job->aiocb_uptr);
               aiocbp = &a_job->aiocbp;
               (*pr)("   fd = %d, offset = %u, buf = %p, nbytes = %u\n",
                   aiocbp->aio_fildes, aiocbp->aio_offset,
                   aiocbp->aio_buf, aiocbp->aio_nbytes);
       }
}
#endif /* defined(DDB) */